7/25/2019 Jana_Doe

1/45

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURETI

FACULTATEA DE TRANSPORTURITELECOMENZI I ELECTRONIC N TRANSPORTURI

Electroalie!tare "II"

PROIECT

7/25/2019 Jana_Doe

2/45

2.Sursa de alimentare nestabilizat

2.1Etajul de redresare i fltrul de netezire

2.2 Transormatorul

3.Surs de alimentare stabilizat, cu componente discrete

3.1Stabilizator parametric cu tranzistor serie

3.2 Stabilizator cu reacie cu tranzistor serie

3.2 !onf"uraia #arlin"ton

3.$ %adiatorul

3.& Elemente de protec'ie

3.( Sc)ema electrica

3.* !ablaj +mprimat

3. -odel 3#

3. /omenclatorul de componente

$.Surs de alimentare stabilizat cu 0-*23

$.1 0-*23:

$.2 %elatii de calcul

$.3 Sc)ema electrica

$.$ !ablaj imprimat

$.& -odel 3#

$.( /omenclatorul de componente

&.Surs de alimentare stabilizat n comutaie&.1 ccesul la E4E/!56 7o8er rc)itect

&.2 -od de lucru

7/25/2019 Jana_Doe

3/45

7arametrii de pornire pentru calculul surselor ;or f urmtorii:

se consider Z/-01 ziua na=terii =i L/2, luna na=teriistudentului.

alimentare monoazat, cu rec;en'a de 34 H5, cutensiune sinusoidal cu ;aloare nominal de 664 V,a;>nd ;aria'ii admise de ?1&@AB1C@ din ;aloarea

nominal9

pentru sursa cu componente discrete: tensiunea deie=ire U0, curentul de ie=ire I0 se ;or calcula dupormula:

U4/ -4 7 Z86 / -4 7 -086 / -9 :V;

I4/ 34 7 L

7/25/2019 Jana_Doe

4/45

temperatura mediului ambiant: 3CH!

7/25/2019 Jana_Doe

5/45

6(S&r$a %e alie!tare !e$ta@ili5at'

6(-Eta&l %e re%re$are i ltr&l %e !ete5ireSe ;a olosi un etaj de redresare dubl alternan' n punte cu

fltru capaciti;. Iiltrul de netezire capaciti; este sufcient deoarecedup acesta urmeaz un stabilizator de tensiune.

Iiltrarea capaciti; const n conectarea unui condensator !n paralel, pe ieirea redresorului, cu respectarea polarit'ii ncazul condensatoarelor polarizate electrolitice

7/25/2019 Jana_Doe

6/45

J particularitateimportant a fltrriicapaciti;e const n aptul c, n absen'a consumatorului cuieirea n "olndu?se

cderile pe diode. 7rin fltrare capaciti;, tensiunea n "ol laieirea redresorului ;a f, deci, de cca. 1$D.

Tensiunea minim de la ieirea redresorului cu fltru de

7/25/2019 Jana_Doe

7/45

Tensiunea n secundar ;a trebui ns s fe mai mare,datorit pierderii pe cele dou diode prin care circul curentul.

Tensiunea de desc)idere a unei diode cu siliciu n mod normalC,(...C,*D< se apropie de 1D la curen'i mari.

#eci tensiunea eecti; n secundar ;a a;ea ;aloarea de;>r:

US=UC+UZ+2UD2 /19,5+3,00+20,72 =

16,90V

7untea redresoare con'ine diode identice. cestea sunt alesen unc'ie de curentul care trece prin ele, =i anume I0, precum =ide tensiunea in;ers maim, VRRM se poate aproima cu

;aloarea tensiunii US

7/25/2019 Jana_Doe

8/45

7/25/2019 Jana_Doe

9/45

7entru ca n timp de o semiperioad t K 1C mst Ure%/ 66134 V.

!ondensatorul ales este :

6(6 Tra!$#orator&l

7/25/2019 Jana_Doe

10/45

unde PFe/ 414?3reprezint pierderile n miezul ma"netic, iar PC&/ 41423reprezint pierderile n conductoarele de cupru.

!alculul ariei seciunii miezului se ace pentru rec;en'a # /34 H5dup ormula:

SFe (1,4 1,9 )50 PP

f [ cm2 ]

SFe=1,6501,686550 =2,0778 [cm2 ]=207,78[mm2]

unde ;alori mai reduse ale coefcientului se adopt pentru puterimai mici de ordinul c>'i;a 8ai

7/25/2019 Jana_Doe

11/45

/umrul de spire n nurarea primar ;a f:

!P=wP UP=19,71220=4335,78 $,ire( Ale) 2??0 $,ire(

/umrul de spire n nurarea primar ;a f:

!S=wS US=20,4016,90=344,72 $,ire( Ale) ?23 $,ire.

#iametrul conductoarelor de bobinaj se calculeaz dupormula, ale">ndu?se ;alori standardizate, prin rotunjiresuperioar a de ;aloarea rezultat din calcul:

"P 1,13IP#

[mm2 ]$ "=1.137,67103

2 =0,0700 [mm2 ]

Ale) %iaetr&l %,/ 414=- 6(

"S 1,13IS#

[mm2 ] $ "s=1,1392,40103

2 =0,2429 [ mm2 ]

Ale) %iaetr&l %$/ 4163 6(

unde #=2 A

mm2 este densitatea de curent

7/25/2019 Jana_Doe

12/45

Se determin "rosimea pac)etului de tole:

b=100SFe2a

=1002,077826,4

=16,2330 [ mm ]

Ale) ,ac*et&l&i %e tole %e -9 (

Se ;erifc dac bobinajele ncap n ereastra

transormatorului, prin ;erifcarea actorului de umplere:

Fu=!P "P

2+!S "S2

3a2

=43360,0712+3450,252

36,42 =0,3534$%& '

#ac Fu 41?rm>ne spa'iu neolosit n ereastr< se potmicora SFesau a.

#ac FuG 412-bobinajul nu ncape n ereastr< se crescmrimile SFesau B.

Se ale"e "rosimea tolei ) / 41?3 i rezult numrul detole:

!(t)*e=b+= 18

0,35=52

Ale) 36 %e tole

7/25/2019 Jana_Doe

13/45

reduce sau bloc)eaz curentul la ieire la ac'ionarea

circuitelor de protec'ie9 micoreaz rezisten'a serie a stabilizatorului.

7entru conf"uraia serie se olose=te un tranzistor bipolar nserie cu sarcina, cu rolul de a amplifca curentul urnizat de unstabilizator parametric simplu, realizat de obicei cu o diod zener.

Iunc'ionarea unui stabilizator parametric se bazeaz pecapacitatea diodei Lener de a men'ine tensiunea constant labornele sale ntr?un domeniu dat numit domeniu de stabilizare

7/25/2019 Jana_Doe

14/45

re"ulator serie pentru a restabili ;aloarea prescris a tensiunii deie=ire.

Stabilizatoarele de tensiune realizate cu amplifcatoareopera'ionale J< sunt stabilizatoare cu componente discrete lacare ca amplifcator de eroare se olosete un amplifcatoropera'ional n conf"ura'ie ne?in;ersoare. 7e intrarea ne?in;ersoare se aplic tensiunea de reerin', ob'inut de la un

stabilizator parametric, iar pe intrarea in;ersoare se aplic orac'iune din tensiunea stabilizat, ob'inut de la un di;izor altensiunii de ieire. J a;>nd amplifcarea n bucl desc)is oartemare, lucreaz astel nc>t poten'ialul bornei in;ersoare s femereu e"al cu cel al bornei ne?in;ersoare. Jrice abatere atensiunii de ieire care determin o dere"lare a acestei e"alit'i

nseamn apari'ia unei tensiuni dieren'iale, de o anumitpolaritate, n unc'ie de sensul de ;aria'ie a tensiunii de ieirecretere sau micorare

7/25/2019 Jana_Doe

15/45

Alegerea amplifcatorului operaional

mplifcatorul operaional este unul de uz "eneral =i se ;aale"e astel nc>t s poat f alimentat cu tensiunea UCm!=19,5V

de la intrarea stabilizatorului.

Am ales amplifcatorul operaional LM224N.

Alegerea tranzitorului

!derea de tensiune pe tranzistor ntre colector =i emitor,atunci c>nd acesta se aN n saturaie se ;a considera a f

7/25/2019 Jana_Doe

16/45

ICma.=I0=70mA

PD ma.=UC-0 ICma.=6,37570103=0,44625W

Am ales tranzistorul BC548B.

7/25/2019 Jana_Doe

17/45

7/25/2019 Jana_Doe

18/45

Am ales dioda Zener L5!"Z.

#alculul rezitenelor

%ezistena R$are rol de limitare a curentului prin dioda Lenerrezisten de balastnd curentul absorbit de intrarea ne?in;ersoareca find ne"lijabil

7/25/2019 Jana_Doe

19/45

IZma.=UCma.UZ

R1=

24,3755,675

=250,33mA

7/25/2019 Jana_Doe

20/45

R2+R3=U0

IDID=

I0

100=70103

100 =0,7mA

R2=U0UZ

ID=185,6

0,7 =17714,29/

R3=UZ

ID=

5,6

0,7=4285,71/

#in cele dou relaii se determin ;alorile rezistenelor R(=iR'.

Ale) R6/ -9 J-K $i R?/ 21= J3K(

7/25/2019 Jana_Doe

21/45

IB=IC

011

I0

011

=70103

200 =0,35 mA

Iactorul de amplifcare

011

se ale"e din oaia de catalo" atranzistorului, la ;aloarea minim din domeniul specifcat.

#ac IBeste mai mare dec>t curentul maim de ie=ire al J,putem mic=ora acest curent de baz necesar cu ajutorul unui etaj#arlin"ton.

IB=0,35 mA

7/25/2019 Jana_Doe

22/45

Este realizat prin intermediul si"uran'elor uzibile F$, F(, F'i F*.

#ac aparatul lucreaz cu conductor de mpm>ntare se ;oramplasa si"uran'e pe ambele fre de alimentare. F$ i F( suntconectate n primarul transormatorului i au ;aloarea de 1,&OIp,unde Ipeste curentul nominal din primarul transormatorului.

F1=F2=1,5I=1,57,67103

=11,50mA

le" o ;aloare standard F- / F6 / 24 A(

F'protejeaz la supracurent toate elementele conectate n

secundarul transormatorului. Daloarea ei ;a f de 1,&OI0.Si"uran'ele ;or f de tip lent.

F =1 5I =1 570103=105 00mA

7/25/2019 Jana_Doe

23/45

F* este o si"uran' ultrarapid inserat pentru a decuplaalimentarea stabilizatorului n cazul n care este ac'ionatprotec'ia cu tiristor. Daloarea ei ;a f de 1,&OI0.

F4=1,5I0=1,570103=105,00 mA

Ale& o 'aloare standard F2/ -63 A(

%rotec)ia la uprateniune

Se realizeaz pentru intrare i pentru ieire, iarsupratensiunile ce pot apare pot f de durat, sau scurte impuls

7/25/2019 Jana_Doe

24/45

#up ale"erea tiristorului se "si n oaia de catalo" a acestuia;aloarea tensiunii de amorsare V-. Fn uncie de aceasta se ;aale"e dioda zener:

7/25/2019 Jana_Doe

25/45

+4 / 2=:;

C6/ -44:!F;

Iiltrul R,#' ;a a;ea;alorile:

+5/ 664:;

C?/ -44 :F;

#ioda "+se ale"e astel nc>tVRRM>U0=18V ID>I0=70mA (Ale&

dioda Zener *N5("B.

!ondensatorul C4 este de 2=4

:F;(

!ondensatorul C5 este de

7/25/2019 Jana_Doe

26/45

?(0 Sc*ea electrica

2(

7/25/2019 Jana_Doe

27/45

?(= Ca@la I,riat

2*

7/25/2019 Jana_Doe

28/45

?(9 Mo%el ?D

2

7/25/2019 Jana_Doe

29/45

?( Noe!clator&l %e co,o!e!te

Nr(Crt(

De!&ireco,o!e!t' Co% Valoare

Die!$i&!i:;

1Si)&ra!'#&5i@il'

F- 24A0(?3>0(?3>?-

(=3

2Si)&ra!'#&5i@il'

F6 24A0(?3>0(?3>?-

(=3

3 Re5i$tor R2 2= J-K 6(?>0(?$ Co!%e!$ator C6 -44!F 6(3>6(3

&Tra!$#orato

E7I 664V8-=V ?9(2>-2>?6

7/25/2019 Jana_Doe

30/45

Nr(Crt(

De!&ireco,o!e!t'

Co% ValoareDie!$i&!i

:;

13 A,licatoro,eraio!al

LM662 ? " ?6V -(2>=(?6>3(66

1$Co!%e!$atorelectrolitic

C? -44F 9>-0

1&Tra!5i$tor

@i,olarBC329B ?4V8-44A ?(2?>6(42

1( Re5i$tor R6-9J-K

6(?>0(?

1* Re5i$tor R?21=J3K

6(?>0(?

1 Dio%' Ze!er D= ?4V824A ?(?4>9(?9

1Co!%e!$atorelectrolitic C2 2=4F 9>-0

2C Co!%e!$ator C3 41-F 6(3>6(321 Dio%' Ze!er D0 63V8-4A ?(?4>9(?9

22Si)&ra!'#&5i@il'

F? -63A0(?3>0(?3>?-

(=323 Pi!i Q 2 @&c " " "

7/25/2019 Jana_Doe

31/45

2(S&r$' %e alie!tare $ta@ili5at' c& LM=6?

2(- LM=6?.%e"ulatorul de tip *23 a ost primul circuit inte"rat analo"ic

liniar< destinat stabilizatoarelor de tensiune.!u ajutorul circuitului inte"rat 0-*23 se pot realiza

stabilizatoare de putere mic r alt tranzistor etern sau deputere medie.Iolosirea tranzistorului etern este obli"atorie

pentru un curent de sarcin mai mare de cca CCm,curentulmaim al circuitului inte"rat find de 1&Cmt acesta, este necesar s secalculeze puterea disipat n situaia cea mai dea;orabil pecircuitul inte"rat, pentru a se stabili dac el se poate utiliza rtranzistor etern.

-rimile limit =i caracteristice principale ale acestuia sunt :

tensiunea maim de intrare ntre DB =imas

7/25/2019 Jana_Doe

32/45

stabilizarea la ;ariaia reelei de la ?1C@ laB1C@ :

C,C1@tipicnd cont c n catalo" se dputerea disipat maim admis la temperatura taK 2&H!, notate

n lista de caracteristici 7d-a 2& :P"Ma.=

P"Ma.25t4Ma.tama.t 4M 25

=80015035

15025 =736[mW]

7/25/2019 Jana_Doe

37/45

%ezisten'a intern a redresorului de alimentare este:

Ilim=0,124,29

73,5103=33,05[/]

R(=6V(

Ale) o aloare $ta!%ar% %e 2? J-K(7rin urmare, curentul de scurtcircuit care se poate admite

prin circuitul inte"rat r a se depa=i puterea maim disipat

admis este :(Vro max'

-2,5*10-3

*R ir -0,45)2-4*R ir *(PdMax-2,5*10

-3*Vro max

'

Is !Vro max

'-2,5*10

-3*R ir0.45

2*R ir-

2*R ir

(29,66-2,5 *10343-0,45)24*43*(736*103 -2,5*10-3 *29,66

Is

!29,66-2,5 *10

343

2*43 -

2*43=23,56[mA]

Fn locul tensiunii Dpos?a luat ;aloarea minim a tensiunii Dp,DpminKC,$&D, deoarece n re"im de scurtcircuit s?a admisunc'ionarea la 7d-a, deci tj-aK1&CH!. 7e baza ;alorii curentului +scse poate estima nca din aceasta az cderea de tensiunea perezistorul %p=i se poate aprecia dac eist =ansa ca limitarea de

curent cu ntoarcere s fe aplicabil. stel, dac tensiunea Dpi;arezulta, orientati;, de ;aloare acceptabil X1,2A1,&< numai dac+screzult mai mare sau e"al cu cca. C,3&O+lim.

7/25/2019 Jana_Doe

38/45

V=0,71,7103t4ma.=0,7136,1810

3=0,47 [V]

Fn cazul unei limitri cu ntoarcere, %p se determin curela'ia:VsVVm,!

IscIlim = 18

180,470,445

23,5610373,5103=21,06[/]

R=Vs

unde Vm,!=0,71,7103150=0,445 [V] este tensiunea de

protec'ie la temperatura t4Ma. .

Ale) aloarea $ta!%ar% a re5i$tor&l&i R,/66 J-@(Fn re"im de limitare rezult:

lim

R=73,5

22

=1,62

[V]V=I

0a nceputul calculelor am ales o tensiune V)=1[V] , deci

calculele nu trebuie reluate, deoarece mica dieren'a rezultat ;a

f acoperit din rezer;a de C, D admis la calculul tensiunii V(m!

. |V,)V,|=|11,62|=0,62[V] (%ezistoarele %$ si %&, care mpreuna cu %p realizeaz

limitarea cu ntoarcere se determin conorm urmtoarelor rela'ii:

7/25/2019 Jana_Doe

39/45

7entru ca +lim=i +scs raman aproimati; constan'i lamodifcarea tensiunii Dsmala Dsmin, e necesar ca rezisten'ele %$, %&

s fe modifcate simultan de la ;alorile rezultate mai sus p>n la;alorile:

IlimRVR4= R4 m!=R5 m!R4

R5,

R5 m!=Vsm!+V

ceea ce este complicat.Fn cazul c>nd %$, %& se las nemodifcate, pentru tensiuneaDsmincurentul +scnu se modifc iar limitarea are loc la curentul :

Ilim m,!=Vsm,!R4RR5

+IscVVm,! ,

care deseori este acceptabil, nefind deprtat prea

mult de +lim.Se ale"e curentul prin di;izorul tensiunii Ds, +dK1m =ise utilizeaz sistemul de ecua'ii urmtor:

{ R1+P+R2=

Vs

I"0,8P+R2

0,8P+R2+R1=7,35

VsR2

0,8P+R2+R1=6,95

Vs

7/25/2019 Jana_Doe

40/45

!ondensatorul electrolitic de la ie=ire se adopt de;aloarea C-/ 2=F863Viar condensatorul ceramic CC/ 2= !F(

%edresorul se ;a dimensiona pentru un curentmaim de 96A(%ezisten'a intern la curent maim trebuie safe de ordinul 601= . 0a ;aria'ia tensiunii de intrare n domeniuldat, n cazul unui curent de sarcina maim, tensiunea pe sarcinase modifc cu cca 1,& mD la o modifcare a curentului de sarcinade la C la *& m, tensiunea pe sarcina se modifc cu mai pu'inde 3C mD .

7/25/2019 Jana_Doe

41/45

2(? Sc*ea electric'

$1

7/25/2019 Jana_Doe

42/45

2(2 Ca@la i,riat

2(3 Mo%el ?D

$2

7/25/2019 Jana_Doe

43/45

2(0

Noe!clator&l %e co,o!e!te

$3

7/25/2019 Jana_Doe

44/45

Nr(Crt(

De!&ireco,o!e!t'

Co% Valoare Die!$i&!i:;

1 Circ&it i!te)rat LM=6?24V 8

-34A ->0(?>2

2 Co!%e!$atorceraic

C -44,F 6(3>6(3

3 Co!%e!$atorceraic C6 2=!F 9>-0

$ Co!%e!$atorelectrolitic Cc 2=F863V 6(3>6(3

& Pote!ioetr& P 344J-K

-(3>66(66

( Re5i$tor R- -6 J-K 6(?>0(?* Re5i$tor R6

=13J-K 6(?>0(?

Re5i$tor R?

31-J-K 6(?>0(?

Re5i$tor R2 ? J-K 6(?>0(?1C

Re5i$tor R3 64 J-K 6(?>0(?

11 Re5i$tor R, 66 J-K 6(?>0(?12 Pi!i Q 2 @&c " " "

$$

7/25/2019 Jana_Doe

45/45

$&